Đại dương là cái nôi của sự sống trên Trái đất và đóng một vai trò không thể thay thế trong việc điều chỉnh khí hậu và cung cấp tài nguyên. Tuy nhiên, với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp và tăng cường hoạt động của con người, một lượng lớn các chất ô nhiễm chứa thủy ngân xâm nhập vào môi trường biển, dẫn đến sự gia tăng dần hàm lượng thủy ngân trong nước biển.

Thủy ngân là một nguyên tố kim loại nặng có độc tính cao, có khả năng làm giàu trong các sinh vật biển và được truyền qua chuỗi thức ăn, cuối cùng gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với sức khỏe con người. Do đó, việc xác định chính xác hàm lượng thủy ngân trong nước biển có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá chất lượng môi trường biển, bảo vệ hệ sinh thái biển và sức khỏe con người.

Theo tiêu chuẩn quốc gia GB3097-1997 "Tiêu chuẩn chất lượng nước biển", nước biển có thể được chia thành bốn loại theo các chức năng sử dụng và mục đích bảo vệ khác nhau của vùng biển, giá trị giới hạn của thủy ngân lần lượt là 0,05 μg/L, 0,2 μg/L, 0,2 μg/L và 0,5 μg/L. Tiêu chuẩn quốc gia GB17378.4-2007 Bộ luật kiểm tra biển Phần 4: Phân tích nước biển, quy định phương pháp phân tích thủy ngân trong nước biển, phương pháp đầu tiên là phương pháp huỳnh quang nguyên tử.

Năm 2017, Tổng cục Giám sát Môi trường Quốc gia ban hành "Quy trình kỹ thuật quốc gia về hoạt động giám sát chất lượng nước biển ở vùng biển gần bờ" dựa trên GB 17378.4-2007 đã xây dựng quy trình hoạt động để phát hiện thủy ngân trong nước biển bằng phương pháp huỳnh quang nguyên tử và bổ sung các quy định và biện pháp phòng ngừa có liên quan.

Hàm lượng thủy ngân trong nước biển rất thấp và "Quy trình kỹ thuật quốc gia về giám sát chất lượng nước biển ở vùng biển gần bờ" quy định rõ ràng giới hạn phát hiện thủy ngân bằng phương pháp huỳnh quang nguyên tử là 0,007 μg/L. Điều này đòi hỏi độ nhạy và độ ổn định cao hơn của thiết bị. Do đó, các thí nghiệm đã tối ưu hóa và nâng cấp đường ống huỳnh quang nguyên tử, tăng khối lượng mẫu, cải thiện độ nhạy và ổn định của thiết bị, giúp thiết bị có lợi thế trong việc phát hiện thủy ngân trong nước biển.

Phương pháp phân tích

1. Chuẩn bị thuốc thử

Dung dịch kali persulfate (50g/L): được gọi là 25g kali persulfate, hòa tan trong nước và pha loãng đến 500mL.

Dung dịch hydroxylamine hydrochloride (100g/L): được gọi là 20g hydroxylamine hydrochloride, hòa tan trong nước và pha loãng đến 200mL.

3% axit clohiđric (V/V): 30 mL axit clohiđric, dung lượng ổn định đến 1000mL bằng nước khử ion.

0,035% borohydrua kali (W/V, hòa tan trong 0,5% kali hydroxit hòa tan sóng): đầu tiên cân bằng 5,0g kali hydroxit, đưa vào 1000mL nước khử ion, sau khi hòa tan hoàn toàn, sau đó thêm 0,35g borohydrua kali, sau khi hòa tan lắc.

2. Chuẩn bị mẫu

Xử lý mẫu nước biển: lấy mẫu 100mL nước biển trong chai hình nón 250mL, thêm axit clohydric đậm đặc 3,0mL và dung dịch kali persulfate 5,0mL (50g/L), đặt ở nhiệt độ phòng để tiêu hóa trong 24h, hoặc đun nóng đun sôi trong 1 phút, để nguội đến nhiệt độ phòng, nhỏ giọt thêm 2mL dung dịch hydroxylamine hydrochloride (100g/L).

Đồng thời làm 2 thí nghiệm trống và các mức độ tập trung khác nhau thấp, trung bình và cao.

Xử lý tiêu chuẩn mẫu nước biển: Trong 100 mL nước biển, thêm chính xác 0,11 mL, 0,22 mL và 0,44 mL nồng độ thủy ngân là 0,1 μg/mL, xử lý tiếp theo các mẫu nước biển trên.

Xử lý mẫu tiêu chuẩn thủy ngân chất lượng nước: Lấy mẫu tiêu chuẩn thủy ngân chất lượng nước 1,0mL chính xác vào chai dung tích 100mL, dung dịch axit clohydric 3% được định công đến quy mô, trộn đều để sử dụng.

Xử lý các chất tiêu chuẩn thủy ngân nước biển: chính xác loại bỏ 2.0mL chất lỏng đánh dấu nước biển vào chai dung tích 10mL, thêm 0.3mL axit clohydric đậm đặc, dung tích nước ổn định để quy mô, muỗng trộn để sử dụng

Lấy mẫu theo thứ tự: 00,00ng/mL, 0,005ng/mL, 0,01ng/mL, 0,02ng/m, 0,04ng/mL, 0,08ng/mL, 0,16ng/mL, 0,32ng/mL và 0,50ng/mL loạt giải pháp tiêu chuẩn, lấy nồng độ nguyên tố làm tọa độ ngang, giá trị tín hiệu là tọa độ dọc, vẽ đường cong tiêu chuẩn, xem hình 1 tuyến tính của thủy ngân, xem bảng 1 về các hệ số tuyến tính và tương quan. Giá trị nồng độ của các mẫu nước biển nồng độ thấp liên tiếp 7 lần, giới hạn phát hiện bằng phương pháp tính thủy ngân theo 3,143 * SD, kết quả được trình bày trong Bảng 2.

Đường cong chuẩn cho hình 1 Hg

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

Bảng 2: Giới hạn kiểm tra phương pháp

3, Kết quả đo mẫu và độ chính xác

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

4, tỷ lệ thu hồi mẫu và độ chính xác

Đối với nước biển 1 # và nước biển 3 # mẫu tương ứng sử dụng thấp, trung bình và cao ba mức độ nồng độ khác nhau của đánh dấu, xác định song song các mẫu đánh dấu 7 lần, và tính toán tỷ lệ thu hồi đánh dấu và độ lệch tiêu chuẩn tương đối.

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

Kết luận thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm cho thấy, việc sử dụng dụng cụ Geetian phát triển máy đo quang huỳnh quang nguyên tử có thể xác định chính xác hàm lượng thủy ngân trong nước biển, phương pháp phát hiện giới hạn 0,0007ng/mL, phạm vi nồng độ thấp tuyến tính tốt, độ lặp lại đo tốt, kết quả đo mẫu kiểm soát chất lượng đều nằm trong phạm vi danh nghĩa, tỷ lệ thu hồi thêm 101,5%~108,7%, tiêu hóa nhiệt độ phòng tương phản 24h và đun sôi 1 phút cả hai cách đều có thể tiêu hủy hoàn toàn, có thể xác định chính xác hàm lượng thủy ngân nước biển, bảo vệ sinh thái biển và sức khỏe. Giám sát môi trường biển có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với việc duy trì cân bằng sinh thái biển, đảm bảo sử dụng bền vững tài nguyên biển và thúc đẩy phát triển kinh tế biển chất lượng cao.